燕山大学 信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
显微热成像技术根据温度变化对细微目标进行热成像, 是国内外光电成像领域重要的研究方向。由于加工技术精度有限, 前期研制的光学微扫描显微热成像系统存在扫描位置误差, 该误差使基于微扫描图像直接融合形成的图像质量下降。提出一种结合图像预处理思想、微扫描原理和通过计算像素相关度进行微扫描图像插值重建的算法。仿真及实验表明: 方法能改善图像重构质量, 提高系统的空间分辨力,还可应用于其他带有微扫描的光电成像系统以提高其系统性能。
显微热成像系统 微扫描 图像预处理 像素相关度 高分辨力重建 thermal microscope imaging system micro-scanning image pre-processing pixel-correlation high-resolution reconstruction
燕山大学 信息科学与工程学院 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
显微热成像系统可观测、记录分析细微目标的温度变化过程, 在需要细微热分析的诸多方面有着广泛的发展前景。由于设备加工及工作过程中存在误差, 影响微扫描系统的精度, 使得微扫描系统扫描过程中偏离标准位置, 故采集得到的四幅低分辨力图像会存在误差, 最终影响显微热成像系统高分辨力图像的重建质量。为尽可能降低微扫描误差, 文章提出了基于局部梯度插值与预处理相结合的微扫描误差修正技术, 通过进行模拟仿真和实验证实该技术可以降低系统微扫描误差, 提高系统的空间分辨力。
显微热成像系统 微扫描 微扫描误差 空间分辨力 thermal microscope imaging system micro-scanning micro-scanning error spatial resolution
燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室， 河北 秦皇岛 066004
显微热成像系统可对物体细微温度分布进行显微检测。研制了光学微扫描显微热成像系统，但机械振动、机械加工等产生的误差会导致微扫描系统产生误差，由微扫描系统采集的4幅低分辨率图像的微位移位置不是标准的正方形，使得由这些带有误差的图像直接插值得到的图像重建质量下降，因此需降低微扫描系统的误差。基于微扫描原理和图像插值方法，提出一种由非标准2×2微扫描图像获得标准2×2微扫描图像的微扫描误差修正方法。仿真和实验结果表明，所提方法能有效减小微扫描误差，进而提高光学微扫描显微热成像系统的空间分辨率。所提方法还可以应用到其他光电成像系统中，以提高系统空间分辨率。
图像处理 显微热成像系统 过采样重构 空间分辨率 光学微扫描 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051103
燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
为提高X射线实时成像系统的空间分辨力，提出了将光学微扫描技术引入原有成像系统，搭建了带有微扫描的X射线实时成像系统，介绍了光学微扫描X射线成像系统的工作原理。该光学微扫描系统得以成功应用的关键技术之一是亚像素级精度的图像配准技术。给出了频域加窗图像配准方法的原理、流程及具体步骤。利用不同配准算法对X射线图像进行了仿真研究，仿真结果表明该图像配准算法对于X射线图像的有效性，该方法将实际X射线图像配准的精度提高到亚像素级，具有较强的实用价值。
成像系统 X射线成像 微扫描 高分辨力 亚像素级图像配准 激光与光电子学进展
2016, 53(5): 051102
1 燕山大学 信息科学与工程学院 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室,河北 秦皇岛 066004
2 哈尔滨理工大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150080
提出了一种基于降采样模型的显微热图像高分辨力重建算法,该算法通过与三次样条插值放大得到的像素点相比较以补偿微扫描产生的系统误差。仿真和实验结果表明,提出的方法减少了由于微扫描误差所带来的图像重建质量下降,提高了光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,具有较强的实用价值。提出的方法还可以应用到其他光电成像系统中以提高系统空间分辨力。
成像光学 显微热成像 光学微扫描 降采样 高分辨力重建 imaging optics thermal microscope imaging system optical microscanning downsampling high resolution reconstruction
1 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 北方工业大学机电工程学院, 北京 100041
针对光学微扫描显微热成像系统微扫描过程中微位移位置不准确, 空间分辨力低的问题, 本文提出一种自适应零点定标方法。该方法将图像配准算法作为计算图像之间的微位移的工具, 并利用几何原理进行微扫描零点位置的自适应标定。利用望远模式红外图像模拟自适应零点定标前后实际系统, 采用不同重构方法进行了仿真研究; 完成了自适应零点定标前后实际系统采集的欠采样显微热图像序列的重构对比实验。结果表明利用该方法完成自适应零点定位后, 可有效提高过采样重构图像质量, 提高了系统空间分辨力。此方法还可以应用到其他光电成像系统中。
显微热成像系统 光学微扫描 自适应零点定标 图像配准 过采样重构 thermal microscope imaging system optical micro scanning adaptive zero calibration image registration oversample reconstruction
1 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
利用光学微扫描技术，可在不改变探测器结构的情况下，提高显微热成像系统空间分辨率。但为了获得高质量过采样重构图像，微扫描位置需要标定。基于零点定标，提出一种各点自适应定标的微扫描位置标定方法。模拟实际系统在定标前后的欠采样图像，采用不同重构方法进行仿真对比验证；完成了实际采集的欠采样显微热图像序列的重构对比实验。实验结果表明该方法明显改善了显微热成像系统的过采样重构图像质量，提高了系统空间分辨率。此方法还可以应用在其他光电成像系统中。
成像系统 显微热成像 光学微扫描 数字图像处理 自适应位置标定
燕山大学信息科学与工程学院光电子系，河北秦皇岛 066004
针对已研制光学微扫描显微热成像系统空间分辨力较低的问题，基于改进的频域图像配准技术和改进的行处理迭代超分辨力算法，提出了显微热成像系统光学微扫描改进行处理迭代超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤，采用不同重构方法针对可见光和红外图像进行了仿真研究，给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验，实验结果表明本文提出方法的有效性，光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高，可应用于需要显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中，具有广泛的应用前景。
显微热成像 超分辨力 光学微扫描 图像配准 Thermal microscope imaging systems super-resolution optical micro-scanning image registration
燕山大学 信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
为提高光电成像系统的空间分辨力, 提出了一种基于改进的频率域图像配准技术的超分辨力图像处理方法。首先利用改进的频域图像配准方法估算出低分辨力图像之间的微位移量, 然后采用Papoulis-Gerchberg超分辨力处理方法完成图像复原。利用不同重构方法进行了仿真及实验研究, 给出了评价参数。模拟和实际显微热图像的处理结果表明：该算法可使图像质量得到改善, 分辨的细节更多, 可有效地提高光电成像系统的空间分辨力；处理算法简单, 计算量小, 可实现快速处理。该算法还可应用于其他不可控光学微扫描成像系统中, 具有广泛的应用前景。
成像光学 光电成像系统 空间分辨力 图像配准 超分辨力 image optics photoelectric image system spatial resolution image registration superresolution
北京理工大学 信息科学技术学院 光电工程系，北京 100081
针对存在不可控微位移的序列低分辨力图像，提出了一种基于2×2不可控微扫描的高分辨力图像重构方法，采用投影法估算出低分辨力图像LR的微位移量，采用基于泰勒级数展开的重构算法由4帧图像重构高分辨力图像.模拟表明：该算法能精确地估计序列图像的帧间位移量并取得较好的重构效果，且算法简单有效可行，处理量小，有利于实现快速处理，在一定程度可满足同步轨道卫星、公安监视等领域对高分辨力成像处理的需求.
图像重构 不可控微位移 图像配准 高分辨力 Image reconstruction Uncontrolled micro-displacement Image registration High resolution.
